Лабораторная работа № 1 «Исследование зависимостей коэффициентов затухания и хроматической дисперсии оптических волокон»
Цель работы:
Изучение процессов распространения оптических импульсов по одномодовым оптическим волокнам (ОВ) различных типов, методов измерения параметров ОВ – коэффициента затухания и дисперсии.
Порядок выполнения работы
Получить у преподавателя номер варианта. По таблице 1.1 выберите типы двух исследуемых ОВ, их длины, ширину спектра излучения используемых источников излучения.
Таблица 1.1.
Вар. |
Ширина спектра излучения источника, нм |
Тип ОВ1 |
Длина ОВ1, км |
Тип ОВ2 |
Длина ОВ2, км |
1 |
0.1 |
SF (G652A) |
50 |
SF (G652C) |
75 |
2 |
0.3 |
SF (G652C) |
75 |
DSF (G653) |
100 |
3 |
1.0 |
DSF (G653) |
100 |
+NZDSF (G655) |
125 |
4 |
3.0 |
+NZDSF (G655) |
125 |
-NZDSF (G655) |
50 |
5 |
0.1 |
-NZDSF (G655) |
50 |
SF (G652A) |
75 |
6 |
0.3 |
SF (G652A) |
75 |
DSF (G653) |
100 |
7 |
1.0 |
SF (G652C) |
100 |
+NZDSF (G655) |
125 |
8 |
3.0 |
DSF (G653) |
125 |
-NZDSF (G655) |
50 |
9 |
0.1 |
+NZDSF (G655) |
50 |
SF (G652A) |
75 |
10 |
0.3 |
-NZDSF (G655) |
75 |
SF (G652C) |
100 |
11 |
1.0 |
SF (G652A) |
100 |
+NZDSF (G655) |
125 |
12 |
3.0 |
DSF (G653) |
125 |
-NZDSF (G655) |
50 |
13 |
0.1 |
+NZDSF (G655) |
50 |
SF (G652A) |
75 |
14 |
0.3 |
-NZDSF (G655) |
75 |
SF (G652C) |
100 |
15 |
1.0 |
-NZDSF (G655) |
100 |
DSF (G653) |
125 |
16 |
3.0 |
SF (G652A) |
125 |
-NZDSF (G655) |
50 |
17 |
0.1 |
SF (G652C) |
50 |
SF (G652A) |
75 |
18 |
0.3 |
DSF (G653) |
75 |
SF (G652C) |
100 |
19 |
1.0 |
+NZDSF (G655) |
100 |
DSF (G653) |
125 |
20 |
3.0 |
-NZDSF (G655) |
125 |
+NZDSF (G655) |
50 |
2. С помощью переключателя типа ОВ выберите тип первого исследуемого ОВ. Установите его длину. Установите длину второго ОВ равной 0. С помощью переключателя выберите заданную ширину спектра излучения источника.
3. Выберите минимальную длительность импульса, исходя из длины исследуемого ОВ и минимальной возможной дисперсии, которую вам необходимо измерять. Можно принять ее равной Dx = 3 пс/(нм км).
Рассчитайте предполагаемое расширение длительности импульса в выбранном ОВ по выражению (14). При выборе минимальной длительности импульса учтите, что для надежного измерения расширения импульса необходимо, чтобы оно было не менее половины длительности импульса.
4. Установите наиболее близкую к рассчитанному значению длительность импульса. Убедитесь, что амплитуда входного импульса равна 1000 мкВт, а длительность примерно соответствует Вашей установке. Нажмите клавишу «Расчет» и с помощью изменения цен деления по горизонтальной и вертикальной осям получите на экране форму выходного импульса.
5. Последовательно изменяя длину волны излучения, измерьте на каждой длине волны амплитуду и ширину выходного импульса. Перед каждой парой измерений нажмите клавишу «Сброс». При первом измерении амплитуды совместите вертикальный курсор с вершиной выходного импульса. Для записи в память значения амплитуды нажмите клавишу «Измер. 1». При втором измерении длительности совместите вертикальный курсор с горизонтальным на пересечении с выходным импульсом. Для записи в память значения ширины импульса и для запуска процедуры расчета затухания и расширения выходного импульса амплитуды нажмите клавишу «Измер. 2». При выборе диапазона длин волн источников учтите, что корректными могут быть только измерения на длинах волн, превышающих длину волны отсечки, т.е в одномодовом режиме работы.
6. Считайте с экрана измеренные и рассчитанные значения с экрана и занесите их в таблицу 1.2.
Таблица 1.2.
Исходные данные |
Тип ОВ ______ |
l=____км |
Δλ, ___нм |
Рвх=___ мкВт |
tu=____нс |
|||||||||
λ, нм |
1260 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а, дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Δt, пс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α, дБ/км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dx, пс/нм/км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
λ, нм |
1450 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1650 |
а, дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Δt, пс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α, дБ/км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dx, пс/нм/км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проведите расчеты коэффициента затухания и хроматической дисперсии и внесите результаты расчетов в таблицу 1.2. Постройте графики зависимостей
и
.
Повторите измерения по пунктам 4-7 с увеличенной на порядок длительностью импульса. Сравните полученные результаты. Объясните их.
Повторите измерения по пунктам 2-8 для второго ОВ.